|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Stabilizator napięcia z zabezpieczeniem przed zwarciem i przetężeniem, 14-20/12 V 0,5 A. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochronniki przeciwprzepięciowe Autor analizuje najbardziej charakterystyczne cechy i wady stabilizatorów napięcia, znane radioamatorom z publikacji w naszym czasopiśmie, udziela praktycznych porad, czasem niekonwencjonalnych, jak poprawić ich główne parametry. Jako przykład podaje opracowany przez siebie stabilizator, przeznaczony do potężnych zasilaczy do sprzętu pracującego przez całą dobę. W artykule opisano technologię wykonania radiatora tranzystora dużej mocy. Zasilacze sieciowe, w których radioamatorzy używają stabilizatorów mikroukładów do stabilizacji napięcia wyprostowanego, nie zawsze podobają się ich twórcom. Powodem tego są nieodłączne wady tych projektów. Tradycyjne regulatory tranzystorowe często mają zawodne zabezpieczenie przed przeciążeniem. Bezwładnościowe systemy zabezpieczające fałszywie działają nawet w przypadku krótkotrwałych przeciążeń podczas podłączania obciążenia pojemnościowego. Zabezpieczenia bezwładnościowe nie mają czasu na zadziałanie przy silnym impulsie prądu, np. podczas zwarcia, prowadzącego do przebicia tranzystorów [1]. Urządzenia z ogranicznikiem prądu wyjściowego są bezinercyjne, nie mają efektu wyzwalania, ale w przypadku zwarcia na tranzystorze sterującym rozpraszana jest duża moc, co wymaga zastosowania odpowiedniego radiatora [2]. Jedynym wyjściem w takiej sytuacji jest jednoczesne zastosowanie środków ograniczających prąd wyjściowy i bezwładnościowego zabezpieczenia tranzystora sterującego przed przeciążeniem, co zapewni mu od dwóch do trzech razy mniejszą moc i wymiary radiatora. Prowadzi to jednak do zwiększenia liczby elementów, wymiarów konstrukcji i komplikuje powtarzalność urządzenia w warunkach amatorskich. Schemat ideowy stabilizatora, w którym liczba elementów jest minimalna, pokazano na ryc. 1.
Źródłem przykładowego napięcia jest stabilizowana termicznie dioda Zenera VD1. Aby wykluczyć wpływ napięcia wejściowego stabilizatora na tryb diody Zenera, jego prąd jest ustalany przez stabilny generator prądu (GST) zbudowany na tranzystorze polowym VT1. Stabilizacja termiczna i stabilizacja prądu diody Zenera zwiększają współczynnik stabilizacji napięcia wyjściowego. Przykładowe napięcie podawane jest na lewe (zgodnie z układem) wejście wzmacniacza różnicowego na tranzystory VT2.2 i VT2.3 mikrozespołu K125NT1 oraz rezystor R7, gdzie jest porównywane z napięciem sprzężenia zwrotnego pobranym z wyjściowego dzielnika napięcia R8R9. Różnica napięć na wejściach wzmacniacza różnicowego zmienia równowagę prądów kolektora jego tranzystorów. Tranzystor regulujący VT4, sterowany prądem kolektora tranzystora VT2.2, ma duży podstawowy współczynnik przenoszenia prądu. Zwiększa to głębokość sprzężenia zwrotnego i zwiększa współczynnik stabilizacji urządzenia, a także zmniejsza moc rozpraszaną przez tranzystory wzmacniacza różnicowego. Rozważmy bardziej szczegółowo działanie urządzenia. Załóżmy, że w stanie ustalonym, wraz ze wzrostem prądu obciążenia, napięcie wyjściowe nieznacznie spadnie, co spowoduje również spadek napięcia na złączu emiterowym tranzystora VT3.2. W takim przypadku prąd kolektora również się zmniejszy. Zwiększy to prąd tranzystora VT2.2, ponieważ suma prądów wyjściowych tranzystorów wzmacniacza różnicowego jest równa prądowi płynącemu przez rezystor R7 i praktycznie nie zależy od trybu pracy jego tranzystorów. Z kolei rosnący prąd tranzystora VT2.2 powoduje wzrost prądu kolektora tranzystora regulacyjnego VT4, proporcjonalny do jego współczynnika przenikania prądu bazowego, podnosząc napięcie wyjściowe do pierwotnego poziomu i pozwalając na utrzymanie go bez zmian niezależnie od odpływ ładunku. W celu krótkotrwałej ochrony urządzenia z powrotem do stanu pierwotnego wprowadza się ogranicznik prądu kolektora tranzystora regulacyjnego, wykonany na tranzystorze VT3 i rezystorach R1, R2. Rezystor R1 pełni funkcję czujnika prądu przepływającego przez tranzystor regulacyjny VT4. Jeśli prąd tego tranzystora przekroczy wartość maksymalną (około 0,5 A), spadek napięcia na rezystorze R1 osiągnie 0,6 V, tj. Napięcie progowe do otwarcia tranzystora VT3. Otwierając, bocznikuje złącze emiterowe tranzystora regulacyjnego, ograniczając w ten sposób jego prąd do około 0,5 A. Tak więc, gdy prąd obciążenia na krótki czas przekroczy wartość maksymalną, tranzystory VT3 i VT4 pracują w trybie HTS, co powoduje spadek napięcia wyjściowego bez wyzwalania zabezpieczenia nadprądowego. Po pewnym czasie, proporcjonalnym do stałej czasowej obwodu R5C1, prowadzi to do otwarcia tranzystora VT2.1 i dalszego otwarcia tranzystora VT3, co zamyka tranzystor VT4. Ten stan tranzystorów jest stabilny, dlatego po wyeliminowaniu zwarcia lub odłączeniu obciążenia konieczne jest odłączenie urządzenia od sieci i ponowne włączenie po rozładowaniu kondensatora C1. Prąd zwarciowy urządzenia wynosi zero, co oznacza, że wyklucza przegrzanie tranzystora sterującego w momencie zadziałania zabezpieczenia. Rezystor R3 jest niezbędny do niezawodnej pracy tranzystora VT4 przy niskich prądach i podwyższonych temperaturach. Kondensator C2, bocznikując wyjście stabilizatora, zapobiega samowzbudzeniu urządzenia, które może być spowodowane głębokim OOS napięcia. Rezystor R6 w obwodzie kolektora tranzystora VT2.1 ogranicza prąd podczas stanów nieustalonych, gdy ochrona jest włączona, a dioda LED HL1 działa jako wskaźnik przeciążenia. Główne parametry stabilizatora
Stabilizator nie ma krytycznego znaczenia dla układu płytki drukowanej i rozmieszczenia na niej części. Dlatego jego montaż zależy głównie od doświadczenia samego projektanta i wymiarów wybranych wcześniej części. Tranzystor polowy VT1 należy wybrać tak, aby prąd stabilizacji, mierzony zgodnie z obwodem na ryc. 2, a lub 2, b mieściło się w granicach 5 ... 15 mA. Statyczny współczynnik przenoszenia prądu podstawy tranzystora VT3 musi wynosić co najmniej 20, a tranzystora VT4 - co najmniej 400. Na tranzystorze regulacyjnym VT4, którego dopuszczalny prąd kolektora musi wynosić co najmniej 1 A, uwalniana jest znaczna moc , więc powinien być zainstalowany na radiatorze o mocy około 5 Wt
Rezystory i kondensatory - dowolne typy dla ocen wskazanych na schemacie. Rozpoczynając testowanie i regulację stabilizatora, rezystor R5 jest tymczasowo usuwany, aby system ochrony nie działał, a wybierając rezystor R8, napięcie wyjściowe jest ustawiane na 12 V. Następnie rezystor R5 jest włączany i wymaganą wartość prądu zadziałania zabezpieczenia urządzenia prądem uzyskuje się poprzez dobór rezystora R1. Jakie zmiany lub uzupełnienia można wprowadzić do zalecanego stabilizatora? Jeśli radioamator nie ma odpowiedniego tranzystora polowego, generator prądu stałego można zamontować na tranzystorze bipolarnym KT3108A (ryc. 3, a) lub podobnym z serii KT361 o podstawowym współczynniku przenoszenia prądu co najmniej 20. Diody VD3 i VD4 mogą być dowolnymi krzemami.
Stabilizowaną termicznie diodę Zenera D818V (VD1) można zastąpić dowolną inną podobną dla napięcia stabilizacji od 3 do 12 V. Ale najbardziej pożądana jest dwuanodowa dioda Zenera, na przykład KS162A, o niskim współczynniku temperaturowym napięcia stabilizacji . W skrajnym przypadku zostanie zastąpiony łańcuchem konwencjonalnych diod Zenera połączonych szeregowo i dowolną diodą krzemową, jak pokazano na rys. 3b. Tranzystor regulujący KT825A (VT4) można zastąpić dwoma, włączając je zgodnie z kompozytowym obwodem tranzystora, jak pokazano na ryc. 4a lub 4b. Tranzystor VT4' musi mieć wzmocnienie prądowe co najmniej 20, maksymalny prąd kolektora co najmniej 1 A i maksymalne rozpraszanie mocy z radiatorem co najmniej 5 W. Tranzystor VT4 "- dowolna struktura p-n-p o wzmocnieniu prądowym co najmniej 20, maksymalnym prądzie kolektora co najmniej 30 mA i maksymalnej mocy rozproszonej co najmniej 150 mW, na przykład KT361, KT203, KT208, KT209, KT501, Seria KT502.
Aby zmniejszyć napięcie nasycenia tranzystora VT4 ”, aw rezultacie pewien spadek mocy rozproszonej, zaleca się wykonanie tranzystora kompozytowego zgodnie ze schematem z ryc. 4, c. W tym przypadku moc rozproszona przez tranzystor VT4" wzrośnie do 0,6 W. Odpowiednie tranzystory serii KT814, KT816, GT402 lub inne o podobnych parametrach. Tranzystory VT2.2 i VT2.3 mikrozespołu K125NT1 pracujące w stopniu różnicowym można zastąpić zespołem dwóch tranzystorów p-pn o wzmocnieniu prądowym co najmniej 20, maksymalnym napięciu kolektor-emiter co najmniej 20 V i prąd kolektora co najmniej 15 mA, na przykład seria KP198. W tym przypadku należy tylko pamiętać: te same charakterystyki prądowo-napięciowe obu tranzystorów stopnia różnicowego są konieczne, aby napięcie pobierane z dzielnika R8R9 było równe wzorcowemu, co gwarantuje niezależność wyjścia napięcie stabilizatora od prądu obciążenia. Jeśli taka równość nie jest wymagana, to te elementy mikromontażu można zastąpić dowolnymi tranzystorami p-pn małej mocy o podobnych parametrach. W tym przypadku, a także jeśli mikrozespół składa się tylko z dwóch elementów, funkcję tranzystora VT2.1 może pełnić podobny tranzystor n-p-n małej mocy. Opisany stabilizator o stałym napięciu wyjściowym można łatwo przekształcić w dwubiegunowy o regulowanym napięciu wyjściowym od ±6 V do ±12 V. Schemat takiego urządzenia pokazano na ryc. 5.
Granice napięcia stabilizacji można rozszerzyć, zastępując diodę Zenera KS162A (VD1) diodą KS147A i zmniejszając rezystancję rezystora R9 do 330 omów. Istnieje również możliwość zamontowania wzmacniacza różnicowego i dzielnika napięcia R8R9 wg schematu z rys. 6.
Następnie napięcie wyjściowe stabilizatora można zmienić z 0 na ±12 V. Jednak system ochrony, który obejmuje elementy VT2.1, R5, C1, HL1 (ryc. 1), w tym przypadku straci swoje znaczenie i stabilizator stanie się dość tradycyjny. Tranzystory VT1, VT2 i VT4, wartości rezystorów i kondensatorów są takie same jak w stabilizatorze zgodnie z obwodem na ryc. 1, ale moc rozpraszania tranzystora VT4 (lub tranzystorów VT4 ', VT4 "zgodnie ze schematami na ryc. 4) wzrośnie proporcjonalnie do spadku napięcia na nim. Radiatory potężnych tranzystorów serii KT825 lub KT827, które działają jako regulatory, mogą być wykonane samodzielnie. Możliwą konstrukcję jednego z takich radiatorów pokazano na rys. 7a. Półfabrykat do tego (ryc. 7, b) jest wycinany nożyczkami do metalu lub wycinany wyrzynarką z blachy aluminiowej o grubości 2 mm. Następnie wąskie płatki po przeciwnych stronach przedmiotu obrabianego są obracane szczypcami o 90 ° wokół własnej osi, a szerokie płatki są wyginane (wzdłuż linii przerywanych) w górę.
literatura
Autor: W.Kozłow, Murom, Obwód Włodzimierski
Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024 Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza
04.05.2024 Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe
03.05.2024
▪ Sieć na podczerwień zamiast Wi-Fi ▪ System magnetyczny, który zamienia ciepło w ruch mechaniczny ▪ Rany dzienne goją się szybciej niż rany nocne.
▪ sekcja witryny Komunikacja mobilna. Wybór artykułów ▪ artykuł Trudna proza. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Kto odkrył Australię? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Zopnik kłujący. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Wskaźnik LED napięcia sieciowego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony